CN103260842A - 密封壳及其应用、用于制造成型发泡件的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于部分限制且用于密封型腔(111)的密封壳(101)，其带有泡沫成型侧和模具支架侧，其中，密封壳由在型腔关闭时压缩的材料制成。

Description

密封壳及其应用、用于制造成型发泡件的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于部分限制且用于密封型腔(Kavitaet)的密封壳(Abdichtschale)(其带有泡沫成型侧和模具支架侧)、一种用于制造发泡模(Schaeumform)的方法和密封壳的一种应用。此外，本发明涉及一种发泡模和一种所属的发泡成型模具(Schaeumformwerkzeug)以及一种用于制造发泡模的方法和一种所属的发泡模。
背景技术
在制造发泡件时，此外使用漆，以实现发泡件的封闭的表面。这些漆也被称为覆层。在此将通常由聚氨酯(PU)构成的漆引入敞开的发泡模下部件中。接下来发泡(einschaeumen)并且封闭发泡模具(Schaeumwerkzeug)。泡沫系统均匀地与漆相结合且然后在硬化时间之后该零件被脱模。在传统的零件制造中漆与发泡成型模具相结合且出于该原因必须在发泡过程之前使发泡模具设有分离剂(Trennmittel)。
根据发泡件的实施方案，它仅可出现在发泡模具下部件中或者还在两侧，即在发泡模下部件和发泡模上部件中。分离剂在完成的发泡件的表面处引起例如以条痕、光泽不同、分离剂夹杂等形式的质量下降。
在相对小的件数之后必须通过清洁来去除在每个周期中在发泡模具中所建立的分离剂。这造成高废品率和显著的成本。
对于车辆部件例如扶手(Armauflage)(其大多由塑料嵌体(Kunststoffinlay)或塑料支架来制造并且其在限定的区域中被与泡沫相结合)类似的适用。在此，泡沫部件大多在前发泡模(Frontschaeumform)中通过下部件中的型腔来产生，其中，前发泡模绝大部分由铝构成。
此外塑料支架可由此来制造，即塑料嵌体或塑料支架固定在发泡模具的上部件中且上部件和下部件被封闭，其中，事先将泡沫系统引入下部件中。泡沫系统充填在发泡模具下部件与塑料嵌体或塑料支架的支架表面之间通过下部件和上部件的封闭而产生的空腔。在此，泡沫系统均匀地与塑料嵌体或塑料支架相结合。
由此所产生的构件之后大多被包覆(kaschieren)。在包覆时，例如将薄膜或者还有皮革在构件的泡沫区域上张紧并且与构件相结合，例如通过缝合。
之前所说明的构件的质量决定性地取决于在包覆之后在塑料支架与柔性的泡沫之间的不可见的过渡。
此外，泡沫系统具有由于其膨胀特性即使在尺寸小于0.05 mm的情况下也穿透支架与发泡模之间的最小的间隙的特性。这种特性被称为“溢泡(Ueberschaeumung)”。该溢泡必须在制造之后手动地或者借助于机器人辅助的研磨模具(Schleifwerkzeug)或刷子来去除。
为了减少该溢泡，塑料嵌体或塑料支架尽可能受限地被带到与发泡模具下部件相接触。该带至接触被称为合模(tuschieren)。然而由于在塑料嵌体中或在塑料支架中的制造公差，该接触不导致密封的型腔，使得此外经常实现溢泡。
塑料嵌体或塑料支架的按压不能实现，因为由此会刮坏或损坏易坏的发泡模具下部件，因此其变得不可用。
如已所示出的那样，将由塑料支架和以此固定的泡沫构成的构件包覆。根据成本和触觉及视觉特性这可借助于薄膜、张紧的塑料壳或皮革实现。这些包覆材料中的每个可具有不同的厚度，其导致对于不同的包覆材料必须使用不同的发泡模。
发明内容
本发明的目的是改进现有技术。
根据本发明的第一方面，该目的通过用于部分限制且用于密封型腔的密封壳来实现，其带有泡沫成型侧和模具支架侧，其中，密封壳由在型腔封闭时压缩的材料制成。
因此可提供一发泡模，在其中塑料支架或塑料嵌体略微压入密封壳中，而不使其受机械或研磨损伤。
因此可提供一种环绕的、封闭的轮廓，通过其不再实现溢泡。因此可提供密封的型腔。
以下阐述概念：
“密封壳”形成用于被引入型腔中的泡沫的平的、三维的限制部(Begrenzung)。密封壳通常被固定在发泡模具中。密封壳的应用就此是有利的，密封壳可简单地制造且在损坏时可快速地且成本有利地被更换。
密封壳可构造排斥泡沫的(schaumabweisend)特性，从而在一优选的实施形式中取消了分离剂的使用。
密封壳在发泡模具中的原理上的制造、应用和排斥分离剂的制造特征可从文件WO 2010 13 93 07 A1中得出，其中，与此有关的内容是本申请的组成部分。
“部分限制”涉及引入型腔中的泡沫的扩散，使得密封壳的形状被所引入的膨胀的泡沫模仿。
“型腔的密封”尤其可理解成，抑制或者极大地减少泡沫在接触轮廓处的溢泡。
“型腔”是一空腔，其被所引入的泡沫充填并且将型腔本身的形状压印(aufpraegen)给泡沫。
密封壳的“泡沫成型侧”是密封壳的可与膨胀的泡沫相接触的区域。
密封壳的“模具支架侧”是密封壳的与发泡模具固定地相接触的部分。
“可压缩的材料”设计成使得例如在按压塑料支架时通过材料的压缩来补偿塑料支架的制造公差。
用于制造密封的型腔的材料和必需的压力的选择尤其由此来确定，即以受压的塑料支架的最大允许的公差偏差来加载带有不同厚度的不同材料，使得对于所使用的泡沫不发生溢泡。因此材料、材料厚度以及压力的选择主要根据经验实现。
为了将限定的结构压印给发泡模制件，密封壳可在泡沫成型侧具有粒面(Narbung)、光滑的或抛光的表面。
“粒面”应理解为被压印一轮廓的表面，以便仿造例如皮革式的结构。粒化的表面因此可促成成型发泡件的高的触感品质。
在另一制模形式(Auspraegungsform)中密封壳可借助于注塑工艺或者借助于深拉工艺来制造。因此可在保持质量不变的情况下以大的件数来制造密封壳。
在此，优选地制造具有精度达到百分之一毫米的厚度的密封壳。
此外，已可通过密封壳的该制造方法来制造粒化的表面并且不必单独地例如通过光刻来压印发泡模。
为了提供用于密封壳的最佳材料，该密封壳可由具有聚烯烃(尤其聚乙烯)或者热塑性的弹性体的材料制成。
在此，聚烯烃是由烯烃(如乙烯、丙烯、1-丁烯或异丁烯)通过聚合制成的聚合物。聚烯烃(Polyolefine)也被称为聚烯烃(Polyalkene)。聚烯烃包括饱和的碳氢化合物(Kohlenwasserstoff)且形成尤其适合于注塑工艺的部分结晶的热塑性塑料。其特征在于良好的化学稳定性和电绝缘特性。
“聚乙烯”为通过乙烯[CH2=CH2]的聚合来制造的热塑性的塑料，其带有简化的链结构式[-H2C-CH2-]n。
热塑性的弹性体(TPE)是塑料，其在室温下表现出类似于传统的弹性体的性质，然而在供热的情况下可塑性变形且因此显示热塑性的性质。因此尤其可通过限定的调温来影响密封壳的压缩特性。
热塑性的弹性体是在其中在热塑性的材料中结合有弹性聚合物链的材料。其可在纯物理过程中结合高的剪切力、热作用和接下来的冷却来处理。尽管不需要如对于弹性体那样通过耗费时间和温度的硫化来进行化学交联，但是所制造的密封壳由于其特别的分子结构而具有橡胶弹性的特性。
热塑性的弹性体在部分区域中具有物理的交联点(Vernetzungspunkt)，其在热量中解开，而大分子不分解。出于该原因，其可比“标准的弹性体”更好地来加工。不仅嵌段共聚物(Blockcopolymer)而且弹性体熔合物(Elastomerlegierung)都属于热塑性的弹性体。嵌段共聚物在分子内具有硬部段和软部段。塑料由在其中分布有两个特性的分子类型构成。
弹性体熔合物作为混聚合物(Polyblend)、即制成的聚合物的共混物起作用。塑料即可包括多个分子类型。通过不同的混合比例和添加剂(Zuschlagmittel)获得定制的材料。对此的示例是由聚丙烯和天然橡胶构成的聚烯烃-弹性体，其根据成分量(Mengenzusammensetzung)覆盖不同的硬度范围。下列材料都属于热塑性的弹性体：TPE-O(烯烃基的热塑性弹性体)、TPE-V(烯烃基的交联的热塑性弹性体)、TPE-U(聚氨酯基的热塑性弹性体)、TPE-E(热塑性的聚酯弹性体/热塑性的共聚酯)、TPE-S(苯乙烯-嵌段共聚物(SBS、SEBS、SEPS、FEEPS和NBS)，例如Kuraray公司的Septon)和TPE-A(热塑性的共聚酰胺)。
为了将保护的表面压印给泡沫，密封壳至少部分地覆以漆。这里所使用的类型的漆尤其是基于聚氨酯的漆。
在另一实施形式中，可将支架(尤其塑料支架)或半模(Werkzeughaelfte)向密封壳压紧，从而构造不透泡沫的接触轮廓。
因此可为泡沫提供型腔，泡沫在一侧上构造密封壳的形状而在另一侧与支架构造固定的接触或者将半模的形状压印给泡沫。尤其抑制在接触轮廓上的溢泡。
为了将密封壳的优点还提供给第二半模，(第二)半模可具有(第二)密封壳，在此尤其涉及如其之前所说明的那样的密封壳。
第二密封壳尤其可具有不同于第一密封壳的材料成分，从而可使例如较硬的密封壳与较软的密封壳接合成密封的型腔。在此指出可在发泡模具的半模中各引入密封壳。
因为应不能或者仅困难地经由接触轮廓实现通风，所以密封壳中的至少一个、支架或半模大多可在不可见区域中具有通风区域。经常根据经验来确定通风区域的精确安装。
为了捕截溢泡的材料，密封壳中的一个、支架或半模可具有通风罐(Entlueftungstopf)。因此可确保型腔的溢泡的材料限定地放置在通风罐中。
此外，通风罐在此可具有密封唇，使得通风区域和因此通风罐气密地不透泡沫地相对于周围环境封闭。
在本发明的另一实施形式中，通风区域可设计成半透性的，使得在型腔中膨胀的泡沫保留且空气经由半透性的通风区域离开型腔。
因此可减少泡沫中的空气夹杂。此外，型腔中的空气不被过度压缩，从而关于发泡模制件可确保更高的质量。
为了实现半透性的通风区域的尽可能有效的且可简单实现的可能性，半透性的通风区域可由蒸汽扩散开的(dampfdiffusionsoffen)膜或者由微孔形成。
“蒸汽扩散开的膜”在此尤其可设计为格栅，其具有成规则的或不规则的间距的小孔。因此这例如可以是PE格栅，其具有在微米或纳米范围中的孔。
“微孔”尤其可已在密封壳的制造过程中被制造或者通过到制成的密封壳中的孔来提供。不仅微孔而且格栅开口可制造成小于0.05 mm，尤其小于0.01 mm或者小于0.003 mm。
在另一实施形式中，密封壳在其模具支架侧固定在发泡模具中，使得发泡模具构造有密封壳。
因此可提供一装置，利用其可来制造尤其由支架和附着的泡沫构成的发泡模制件。
为了确保密封壳在发泡模具中尽可能简单且有效的固定，该固定可借助于真空或者机械地实现。
对于“机械的固定”，不仅可松开地固定的连接而且固定的连接可实现。固定的可能性不限于旋拧、粘合或夹持。
对于“借助于真空的固定”，可使用形状配合的容纳部用于密封壳，其中，在容纳部中布置有多个孔。在这些孔后面产生真空，使得密封壳被压到容纳部中。
在本发明的另一方面中，该目的通过一种用于制造成型发泡件的装置来实现，其中，引入之前所说明的密封壳。因此可提供已实现所说明的优点的成型发泡件模具。
在本发明的一附加的方面中，该目的通过之前所说明的密封壳的用于平衡发泡的模制件(其例如蒙皮和贴膜)的厚度差的一种应用来实现。因此可通过密封壳来平衡厚度差。
此外不再需要至今所使用的“纯衬垫(Pure Liner)”。“纯衬垫”是直到现在实现了厚度平衡的附加的层。在此不利的是，纯衬垫经常保留在构件中且发生围绕纯衬垫的包覆。当前不再需要这样的解决方案，且在高质量要求的情况下可提供高的生产率。
在另一方面中，该目的通过带有半透性的通风区域的发泡模来实现。
由此通常可提供带有有效的通风装置的发泡模。优点相应于对于在之前所说明的密封壳中的半透性的通风区域之前所说明的优点，其中，该应用不限于密封壳，而是可应用在所有的发泡模具中。
鉴于与此相关的实施形式，半透性的通风区域可由膜或者由微孔形成。对此同样参考之前所说明的特性和优点。
此外，该目的可通过一种成型发泡模具来实现，其具有之前所说明的成型发泡模。因此可提供很高质量和品质的成型发泡模具。
在本发明的另一方面中，该目的通过一种用于制造发泡模的方法来实现，其中，应用之前所说明的密封壳且为了形成密封的型腔将密封壳的配合件按压到密封壳上且在按压之前或之后将泡沫引入型腔中，从而构造密封的型腔且引入型腔中的泡沫仅在型腔内膨胀。
配合件在此可由另一密封壳形成。
不仅材料厚度而且材料选择以及对于构造密封的型腔需要的力都根据经验来确定。
因此可提供很高质量和品质的发泡模和发泡模制件。
在本发明的另一方面中，该目的通过根据之前所说明的方法来制造的发泡成型模制件来实现。
附图说明
下面根据实施例来详细阐述本发明。其中：
图1以示意性的剖面图显示了带有引入的塑料支架的发泡模具。
具体实施方式
由此来提供一种用于制造成型发泡件的模具，即将密封壳101置入模具支架半部109中。模具支架半部109的容纳部具有真空孔113。模具支架109具有空腔114。真空泵115法兰联接到该空腔处。经由在模具支架空腔114中由真空泵115所产生的真空经由真空孔113将密封壳101固定在模具支架半部109中。
待制造的成型发泡件具有塑料支架103。塑料支架103在型腔侧具有通风孔123，其从型腔111通到通风罐117中。通风罐117经由密封唇119固定地与塑料支架103相连接。此外，通风罐117具有半透性的膜121。该半透性的膜121由GoreTex®构成。因此可将空气从型腔111运输至通风罐117并且经由膜121导出。
在能够制造成型发泡件之前，在型腔侧将基于聚氨酯的漆125涂覆到密封壳101上。将泡沫引入型腔111中，泡沫随着时间膨胀。就在引入泡沫之后以限定的力F在箭头方向上将塑料支架压到密封壳101中。
在此，在接触部位105、107处构造有接触轮廓。因为塑料支架棱边105使密封壳的接触棱边107弹性变形，提供封闭的且不透泡沫的型腔111。之前引入的泡沫在该型腔111中膨胀。
因为在接触轮廓上不可能溢泡，多余的泡沫到达通风罐117中。此外，经由通风孔123和膜121从型腔111中去除空气。
在之前引入的泡沫发泡时，型腔111的形状被压印给泡沫。在此，泡沫不仅与漆125而且与塑料支架103构造固定的连接。
在发泡结束之后，使由塑料支架103、发泡的泡沫和所涂覆的漆125构成的成型发泡件脱模。
通过密封壳的材料选择无残留物地实现该脱模(Ausformen)。之后实现成型发泡件的继续制造。备选地，形成封闭的型腔111且之后引入泡沫。
为了能够以不一样厚的材料包覆成型发泡件，这样选取密封壳101的厚度，使得包覆材料的厚度差被平衡。
当前的密封壳101由TPE-O与天然橡胶(NR)的混合物制成。在此，天然橡胶份额在15%与40%之间变化。为了确定以其将塑料支架103压到密封壳101上的力F，选取带有公差范围的两个极值的两个塑料支架103。相应确定需要的力，以获得封闭的轮廓，其中，不发生溢泡。另外使用F的更高的值。
在第二备选方案(未示出)中，通风罐117不具有膜。然而在密封壳101中布置有带有0.01mm的直径的开口。因此，空气可经由这些孔洞从封闭的型腔111中逸出。
在第三备选方案中，在密封壳101中布置有半透性的膜121。在该情况中，工作原理如之前所说明的那样，其中，空气经由布置在密封壳101中的膜实现。
在第四备选方案中，型腔111不经由塑料支架103来封闭，而是经由另一(第二)半模，在其中布置有第二密封壳。因此提供模仿型腔的模制件。在此应注意，同样确保封闭的轮廓，溢泡不经由其实现，然而经由带有膜或微孔的通风区域实现空气从型腔中导出。
利用当前的密封壳101还来制造喷涂表皮(Spruehhaut)。为此所应用的密封壳101具有正粒面(Positivnarbung)，其在注塑中在制造的时刻已被压印给密封壳101。相应地，那么由此所产生的喷涂表皮具有所期望的表面。
如之前所说明的那样将壳引入模具支架中。在制造过程中又不需要分离剂，因为密封壳已材料固有地具有分离的效果。
为了制造喷涂表皮，两个组分在混合喷嘴中被混合并且借助于机器人喷给密封壳。由此可制造期望厚度的喷涂表皮。
在另一备选方案中，还在制造环氧树脂构件(例如滑雪部件、冲浪部件或船部件)中应用当前的密封壳。相应地，将环氧树脂和相应的基体(Matrize)如玻璃纤维垫放入密封壳中。
附图标记清单
101 密封壳
103 塑料支架
105 塑料支架棱边
107 密封壳的接触棱边
109 模具支架半部
111 封闭的型腔
113 真空孔
114 模具支架空腔
115 真空泵
117 通风罐
119 密封唇
121 膜
123 通风孔
125 漆层。

Claims (20)

1. 一种用于部分限制且用于密封型腔的密封壳，其带有泡沫成型侧和模具支架侧，其中，所述密封壳由在所述型腔关闭时压缩的材料制成。
2. 根据权利要求1所述的密封壳，其特征在于，所述密封壳在泡沫成型侧具有粒面、光滑的或抛光的表面。
3. 根据上述权利要求中任一项所述的密封壳，其特征在于，所述密封壳借助于注塑工艺或者借助于深拉工艺来制造。
4. 根据上述权利要求中任一项所述的密封壳，其特征在于，所述密封壳由具有聚烯烃、尤其聚乙烯或者热塑性的弹性体的材料制成。
5. 根据上述权利要求中任一项所述的密封壳，其特征在于，所述密封壳至少部分地覆以漆。
6. 根据上述权利要求中任一项所述的密封壳，其特征在于，将支架、尤其塑料支架或者半模向所述密封壳压紧，从而构造有不透泡沫的接触轮廓。
7. 根据权利要求6所述的密封壳，其特征在于，所述半模具有另一密封壳、尤其根据权利要求1至5中任一项所述的另一密封壳。
8. 根据权利要求6至7中任一项所述的密封壳，其特征在于，所述密封壳中的一个、所述支架或所述半模在不可见区域中具有通风区域。
9. 根据权利要求6至8中任一项所述的密封壳，其特征在于，所述密封壳中的一个、所述支架或所述半模具有通风罐。
10. 根据上述权利要求中任一项所述的密封壳，其特征在于，所述通风区域设计成半透性的，使得在所述型腔中膨胀的泡沫保留在所述型腔中而空气经由半透性的所述通风区域离开所述型腔。
11. 根据权利要求10所述的密封壳，其特征在于，半透性的所述通风区域由膜或由微孔形成。
12. 根据上述权利要求中任一项所述的密封壳，其特征在于，所述密封壳在模具支架侧固定在发泡模具中，使得发泡模具构造有密封壳。
13. 根据权利要求12所述的密封壳，其特征在于，该固定借助于一定面积的真空或者机械地实现。
14. 一种用于制造成型发泡件的装置，其特征在于根据权利要求12至13中任一项所述的密封壳。
15. 根据权利要求1至13中任一项所述的密封壳的一种应用，其用于平衡尤其蒙皮的和贴膜的发泡的模制件的厚度差。
16. 一种带有半透性的通风区域的发泡模。
17. 根据权利要求16所述的发泡模，其特征在于，半透性的所述通风区域由膜或者由微孔形成。
18. 一种成型发泡模具，其具有根据权利要求16至17中任一项所述的发泡模。
19. 一种用于制造发泡模的方法，其中，应用根据权利要求1至13中任一项所述的密封壳，并且为了形成密封的型腔将所述密封壳的配合件按压到所述密封壳上，并且在按压之前或之后将泡沫引入所述型腔中，从而构造密封的所述型腔且引入所述型腔中的泡沫仅在所述型腔内膨胀。
20. 一种发泡模制件，其根据权利要求19所述的方法来制造。
CN201180049736.2A 2010-08-13 2011-08-15 密封壳及其应用、用于制造成型发泡件的装置和方法 Active CN103260842B (zh)

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